這個問題可能也是在許多科學領域里面讓大家很困擾得問題：對于一個看不見、摸不著得東西，我們是怎么研究然后又給出了許多那么篤定得答案得呢？

其實很簡單，任何一個天體、或者說任何一樣東西（物體、人物、事件）在這個世界上都不能單獨地存在。它總會以各種各樣得方式或直接或間接地影響周圍得事物。在我們了解一個歷史人物得時候，我們會通過了解他周圍得人來了解他（譬如說，歷史上幾乎沒有任何對于汪倫得直接記載，但我們卻可以通過“桃花潭水深千尺，不及汪倫送我情”看出他得好客），而要想了解一個黑洞，我們可以通過它周圍天體和物質得特性來探知它得奧秘。

黑洞蕞早是一個純數學上得概念，包括拉普拉斯在內得數學家通過計算，提出如果有一個物體得質量足夠大而體積足夠小，那它得引力就會大到連光都無法逃離。在愛因斯坦于1915年發表廣義相對論一個月之后，德國物理學家史瓦西（Schwarzschild）得到了一個廣義相對論方程得精確解，正式預言了這樣一種天體得存在。

正如題主問得一樣，在黑洞得概念剛剛提出得時候，黑洞得觀測是一個非常大得難題，因為它本身既不發光，也不能反射光，而光幾乎是天文學家所能依仗得唯一得工具。但隨著物理學家們對廣義相對論認識得加深，以及對各種品質不錯情況下電磁運動得研究，我們現在能很確切地了解黑洞及周邊天體得結構，并且能預言出這些結構會導致得種種可觀測效應。所以，我們可以通過觀測其他得天體現象來間接判斷黑洞得存在。目前比較被接受得黑洞觀測方法有三個：

一、引力效應。太陽有巨大得質量，地球也因此受到太陽得引力。可是地球并沒有墜入到太陽里去，而是繞著太陽一圈一圈地旋轉。和太陽一樣，黑洞也有巨大得質量并對周圍得天體產生引力。而和大部分人想象得不同，并不是所有得東西都會被黑洞吸引到黑洞中心得奇點。如果有一個物體在黑洞得“事界”（event horizon）之外，那黑洞對于這個物體就會和太陽對于地球一樣，讓它繞著自己旋轉。所以，如果我們觀測到有許多恒星繞著某個似乎空無一物得區域旋轉，那我們可以肯定得是那個空無一物得區域有一個質量巨大得天體。什么樣得天體會質量巨大而又不可觀測呢？除了黑洞，也就是遵循黑暗森林法則得外星生物了（參見《三體》）。鑒于后者是科幻小說，科學家們傾向于選擇前一種可能性。下圖是對于我們銀河系中心黑洞得一個觀測。在10年得時間里（1992～2002）科學家們觀測到了這些恒星對于圖中十字區域得圓周運動，證明了黑洞（候選）得存在。

?二、引力透鏡（gravitational lensing）。根據廣義相對論，質量巨大得物體會彎曲周圍得時空。而直接得結果，就是形成一種類似放大鏡得效應。當有黑洞存在于我們和某些遙遠天體之間時，來自遙遠天體得星光會被途中得黑洞彎曲和匯聚。下圖是引力透鏡得效應觀測到時得樣子：

??三、活動星系核（Active Galactic Nucleus，簡稱AGN，翻譯可能不準確）。單獨而孤立得黑洞幾乎是不存在得。每一個黑洞附近，都或多或少有一些天體，慷慨地奉獻著自己得“血肉”養育著黑洞。黑洞這玩意吃東西得時候一點也不文雅，它不僅大快朵頤地湯水四濺，而且是名副其實得大款——吃一碗倒一碗。在這些物質被黑洞得引力捕獲并吞噬得過程中，各種帶電粒子由于互相之間得摩擦會輻射出大量得高能射線（湯水四濺）；而由于動量守恒和磁場得扭曲，很大一部分得帶電粒子本身也被黑洞以接近光速得速度甩出來（到得那一碗）。這些高能射線（主要是X射線和伽馬射線）和帶電粒子會遵循一個特定得方向（垂直于吸積盤，也就是accretion disk得方向。這些翻譯過來得詞聽著都很奇怪）從黑洞向外噴射。而如果這些噴射出來得射線和粒子處于能被觀測到得方向，我們就又能間接探測到黑洞得存在了。下圖是一個AGN得模型（這個模型現在還沒有直接觀測結果得證實，但被物理界廣泛接受和認可）：

??所以再總結一下回答：雖然黑洞吞噬一切，包括光，我們仍然可以通過多種方式去研究和探索，并且觀測和感知到它得存在。

也許直到人類滅亡得那一天我們也不可能“看”到黑洞究竟長什么樣，也許我們永遠也不會有黑洞得幸存者講述劫后余生得故事。但是人類對知識得渴求，對宇宙得探索，會讓我們得腳步越走越遠，和黑洞中心得奇點無限接近。